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Acidification des océans

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Acidification
des océans
Jean-Pierre Gattuso
(CNRS UPMC,
Villefranche-sur-Mer)
Chaque jour, les océans absorbent un quart du CO2 produit par l’homme d’où une modification chimique de l’eau de mer qui se traduit par une acidification des océans. La dissolution
du CO2 dans l’eau de mer entraîne une diminution du pH (plus le pH est faible, plus l’acidité est
importante) et de la quantité d’ions carbonates (CO32 –) qui sont l’une des briques nécessaires
aux plantes et animaux marins pour fabriquer leurs squelette, coquilles et autres structures
calcaires. L’acidité des océans a augmenté de 30 % en 250 ans et ce phénomène continu à
s’amplifier. Ses effets et son interaction avec d’autres modifications environnementales restent
mal connus. Elle menace directement des espèces comme les huîtres et les moules consommés par l’homme et aura aussi un impact sur les chaines alimentaires marines.
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ACIDIFICATION DES OCÉANS
LA CHIMIE
Chaque jour, nos océans absorbent un quart du
dioxyde de carbone (CO2) produit par l’homme.
Le résultat ? Une acidification des océans – qui
n’est pas sans conséquences pour certaines
plantes, animaux et écosystèmes marins.
La totalité du CO2 que nous produisons tous les
jours ne reste pas dans l’atmosphère. Environ un
quart du CO2 émis est absorbé par nos océans.
Sans les océans, la quantité de CO2 dans l’atmos­
phère, et donc le réchauffement, seraient en­
core plus importants. Nous avons donc la chance
d’avoir des mers et des océans ! Les chercheurs
ont longtemps pensé que cette absorption du
CO2 serait sans conséquence importante pour les
océans et pour les organismes qui y vivent. Mais ils
se sont rendu compte, il y a une quinzaine d’an­
nées, que la dissolution du CO2 dans l’eau de mer
entraîne des changements chimiques : une dimi­
nution du pH (mesure de l’acidité d’un liquide)
et de la quantité d’ions carbonates (CO32 –) qui
sont l’une des briques nécessaires aux plantes et
animaux marins pour fabriquer leurs squelette,
coquilles et autres structures calcaires.
QU’EST-CE QUE L’ACIDIFICATION
DES OCÉANS ?
La plupart d’entre nous ont entendu parler du
changement climatique et du réchauffement de
la planète, dus à l’effet de serre. On sait aussi que
ce sont les activités de l’homme, et notamment
nos rejets de gaz carbonique (CO2) provenant
par exemple de nos voitures et industries, qui sont
en cause. Mais l’acidification des océans reste
méconnue. Ce n’est pas très surprenant car cela
ne fait que quelques années que son ampleur
et ses conséquences ont été découvertes. Pour­
tant, là aussi, c’est le CO2 le responsable. En fait,
l’acidification des océans est parfois appelée
« l’autre problème du CO2 ».
L’ACIDITÉ ET L’ÉCHELLE DE pH
Vous connaissez certainement déjà des ali­
ments acides, par exemple le citron ou le vi­
naigre. Il se trouve que le CO2 est un gaz acide.
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Il est présent dans les boissons gazeuses : les
petites bulles dans le soda sont des bulles de
CO2. Lorsque le CO2 est absorbé dans l’eau de
mer, il se dissout et provoque une acidification.
Attention, cela ne va pas dire que les océans
deviendront acides, mais la chimie des océans
change progressivement vers une acidité plus
élevée. L’acidité d’un liquide est déterminée
par sa concentration en ions H+ (protons). Il n’est
pas très pratique de parler de la concentration
en protons car les valeurs sont très faibles. Pour
simplifier, on utilise l’échelle de pH, qui va de
0 à 14. Plus le pH est faible, plus l’acidité du li­
quide est importante. On dit qu’un liquide à
pH 7 est neutre, celui avec un pH inférieur à 7
acide, et celui avec un pH supérieur basique.
Cette échelle de mesure est un peu particulière,
comme l’échelle de Richter utilisée pour mesu­
rer les tremblements de terre : un liquide de pH
6 a une acidité 10 fois plus élevée qu’un liquide
de pH 7, 100 fois plus élevée qu’un liquide de pH
8 et 1 000 fois plus élevée qu’un liquide de pH 9.
LE NOM
Pourquoi ce phénomène s’appelle-t-il « acidifica­
tion des océans » puisque les océans ne devien­
dront jamais acides (pH < 7) ? L’acidification fait
référence à un processus : la diminution du pH
(augmentation des ions H+ et de l’acidité). Le mot
« acidification » fait référence à l’abaissement du
pH de n’importe quel point de départ vers tout
point final sur l’échelle de pH. On peut comparer
cette terminologie avec celle que l’on utilise pour
la température : si la température de l’air passe
de – 20 °C à – 10 °C, il fait toujours froid, mais nous
parlons de « réchauffement ».
UN PEU D’HISTOIRE
L’acidité des océans a augmenté de 30 % en 250
ans, soit depuis le début du développement indus­
triel (baisse de pH de 8,2 à 8,1). Des simulations ont
montré que, au rythme des émissions actuelles,
l’acidité des eaux de surface de l’océan pourrait
tripler d’ici la fin du siècle. Cette absorption du
CO2 se produit à une vitesse 100 fois plus rapide
que ce qui s’est produit naturellement au cours
des 300 derniers millions d’années.
IMPACTS SUR LES ORGANISMES
MARINS
L’absorption de CO2 par l’eau de mer, cela en­
traîne donc une augmentation de protons (ions
H+) mais aussi la diminution de certaines molé­
cules, les ions carbonates (CO32 –), nécessaires
à de nombreux organismes marins pour fabri­
quer leur squelette ou coquille calcaire (coraux,
moules, huîtres…). La plupart des ces plantes et
animaux calcaires auront donc de plus en plus
mal à fabriquer ces structures calcaires. Leurs
squelettes et coquilles sont aussi menacés de
dissolution. En effet, au-dessus d’un certain seuil
d’acidité, l’eau de mer devient corrosive vis-àvis du calcaire, la matière dont les squelettes et
coquilles sont fabriqués.
Les chercheurs ont étudié, en laboratoire, la fa­
brication de ces structures calcaires chez cer­
tains organismes. Les organismes ont été soumis
à des conditions d’acidification prévues pour
le futur. Des effets néfastes ont été constatés
chez certaines espèces, par exemple chez les
ptéropodes et les algues calcaires. D’autres or­
ganismes peuvent bénéficier de l’acidification.
Par exemple, certaines plantes ont une pho­
tosynthèse plus élevée lorsque le CO2 est plus
abondant.
QUEL POURRAIT ÊTRE L’IMPACT DE
L’ACIDIFICATION DES OCÉANS SUR
L’HOMME ?
L’acidification des océans peut avoir des effets
directs sur les organismes que nous consom­
mons, par exemple les moules et les huîtres, qui
fabriquent des coquilles calcaires. Des effets
négatifs sur le zooplancton, comme ceux ob­
servés sur les ptéropodes, pourraient avoir des
conséquences pour l’homme. Dans l’océan,
tout est connecté. Beaucoup d’organismes dé­
pendent, par exemple, du plancton ou des co­
raux comme source de nourriture ou d’habitat.
Ainsi, l’acidification pourrait avoir des consé­
quences sur les réseaux alimentaires et la biodi­
versité de certains écosystèmes. Par exemple, le
petit ptéropode est mangé par le saumon dans
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le Pacifique nord et l’océan Arctique. Or, le sau­
mon du Pacifique représente une ressource très
importante et qui emploi un nom re très signifi­
catif de personnes.
QUE PEUT-ON FAIRE POUR LIMITER
L’ACIDIFICATION DES OCÉANS ?
La chimie de l’eau de mer restera altérée pen­
dant des centaines d’années, même si l’on ar­
rêtait d’émettre du CO2. Il est cependant par­
faitement possible de limiter la progression de
l’acidification des océans et donc de limiter ses
impacts. Des techniques de géo-ingénierie plus
ou moins réalistes ou désirables ont été propo­
sées pour limiter l’acidification (par exemple
l’ajout de composés basiques dans les océans
pour contrer l’acidification et augmenter le pH).
Cependant la seule solution éprouvée, efficace
et sans aucun risque est de s’attaquer à la racine
du problème, c’est-à-dire à l’augmentation du
CO2. La réduction de son rejet peut se faire à
plusieurs niveaux, notamment au travers de dis­
cussions entre politiciens aux échelles nationale
et internationale, visant à utiliser des énergies
renouvelables plutôt que les combustibles fos­
siles. Mais chacun d’entre nous peut contribuer.
Nous pouvons penser à limiter nos émissions, par
exemple en prenant le train plutôt que la voiture
et en économisant de l’électricité, et on peut
parler de ce problème autour de nous et ainsi
apprendre ce qu’il faut faire à nos proches et
nos amis.
POUR EN SAVOIR PLUS
•Laboratoire virtuel – http://i2i.stanford.edu/AcidOcean/AcidOcean_Fr.htm
•Animation sur l’acidification en français – www.youtube.com/watch?v=KqtxGZKItS8
•Animation projet BNP Paribas eFOCE – www.youtube.com/watch?v=QhgQ4unMVUM
•Animation « Hermie the hermit crab » – www.youtube.com/watch?v=RnqJMInH5yM Great Barrier
Reef Marine Park Authority
•Brochures en français – www.iaea.org/ocean-acidification/page.php?page=2198
•Résumé à l’attention des décideurs – www.igbp.net/publications/
summariesforpolicymakers/summariesforpolicymakers/
oceanacidificationsummaryforpolicymakers2013.5.30566fc6142425d6c9111f4.html
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